संरचनात्मक तत्व डिजाइन करते समय हम प्रमुख अधिकतम तनावों का उपयोग क्यों नहीं करते हैं?

Question

विचार करें कि एक ठोस स्तंभ शीर्ष लोडिंग से संपीड़न के तहत है और कुछ कतरनी तनाव भी करता है।

यदि इन तनावों के साथ स्तंभ में एक विमान 2d तत्व लें और इसे उस बिंदु पर घुमाएं जो इसे अधिकतम सामान्य तनाव देता है तो अधिकतम कतरनी तनाव को बाहर करने के लिए इसे घुमाएं जो दोनों मान हमारे मूल गणना तनावों से अधिक होना चाहिए।

हम उन मूल्यों की तुलना कंक्रीट के संपीड़न और कतरनी ताकत से क्यों नहीं करते हैं?

अगर मेरा सवाल बहुत सरल है, तो मैं माफी माँगता हूँ, मैं अभी भी एक सिविल इंजीनियरिंग का नया आदमी हूँ।

Comments

अधिकतम सिद्धांत तनाव ज्यादातर केवल भंगुर सामग्री की विफलता के मानदंड के लिए उपयोगी है। दूसरी ओर, संरचनात्मक तत्व नमनीय होते हैं और विफलता की विशेषता के लिए विरूपण ऊर्जा सिद्धांत की आवश्यकता होती है; किस मामले में, वॉन मिसेस तनाव जाने का रास्ता है।

— पॉल

तो कंक्रीट के मामले में, डिजाइन के लिए प्रमुख तनाव लेना उचित होगा क्योंकि यह एक भंगुर सामग्री है?

— इंस्टॉलगेंटू

Answer 1

संक्षिप्त उत्तर इसलिए है क्योंकि ऐसा करना बहुत जटिल / असंभव है।

यहां फ्लेक्सचर और कम्प्रेशन दोनों के तहत एक अनियंत्रित कंक्रीट बीम के लिए प्रमुख तनाव प्रक्षेपवक्र का आरेख है :

$\sqrt{f_c'}$

क्या होगा अगर प्रिंसिपल तन्यता तनाव कंक्रीट की तन्यता क्षमता से अधिक हो?

अच्छी तरह से उस बिंदु पर कंक्रीट विफल हो सकती है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि पूरा तत्व विफल हो जाएगा। इसका मतलब है कि यह उस स्थान पर टूट जाएगा । लेकिन यह ठीक है, कि सुदृढीकरण क्या है!

तो अब हमारे पास एक दरार (या कई दरारें) के साथ एक ठोस तत्व है, और टुकड़ों को एक साथ रखने के लिए सुदृढीकरण:

यदि हम अब अपने प्रमुख तनावों की गणना करना चाहते हैं, तो एक विशेष बिंदु पर तनाव की स्थिति क्या है? हम कुछ तनाव को सुदृढीकरण द्वारा ले जा रहे हैं, कुछ तनाव को दरार के साथ समग्र इंटरलॉक द्वारा ले जाया जा रहा है, कुछ को संपीड़न द्वारा किया जा रहा है, और कुछ वेड जहां कोई तनाव मौजूद नहीं है - प्रत्येक तंत्र में कितना जाता है? हम केवल जैसे फॉर्मूले का उपयोग नहीं कर सकते हैं$\nu = \frac{VQ}{It}$

$_1$

तो अब हम क्या कर सकते हैं? खैर, हम बहुत सारे, और बहुत सारे परीक्षण करते हैं और फिर परिणामों के लिए एक डिजाइन समीकरण फिट करते हैं।

आपने अपने प्रश्न में कॉलम का उल्लेख किया है। स्तंभों को संपीड़ित तनावों का प्रभुत्व है, इसलिए क्रैकिंग अक्सर एक मुद्दे के रूप में नहीं होता है। हालांकि, अभी भी जटिल कारक हैं जो तनाव की स्थिति को निर्धारित करना मुश्किल / असंभव बना देंगे। वास्तव में, ACI 318 की टिप्पणी कहती है:

कंक्रीट कंप्रेसिव स्ट्रेस का वास्तविक वितरण जटिल है और आमतौर पर स्पष्ट रूप से ज्ञात नहीं है। ... कोड व्यापक डिजाइन के परिणामों के साथ उचित समझौते में अंतिम ताकत की भविष्यवाणियों में परिणाम के लिए दिखाया गया है, तो किसी विशेष तनाव वितरण की अनुमति देता है।

इसलिए फिर से, हम एक सरल तनाव स्थिति संभालने का आसान रास्ता अपनाने के लिए मजबूर हैं और पुष्टि करते हैं कि परीक्षणों के अनुसार सुरक्षित है।

इन सरलीकरणों का उपयोग करने से संबंधित अनिश्चितता बिल्डिंग कोड में उपयोग किए जाने वाले सुरक्षा कारकों में शामिल है।

$_2$

1. कोंग, एफके और इवांस, आरएच (2013)। प्रबलित और प्रबलित कंक्रीट। स्प्रिंगर।

2. ACI-ASCE समिति 326 (1962)। कतरनी और विकर्ण तनाव

Comments

इस तरह की स्थितियों में सरलीकृत दृष्टिकोण अपनाने का एक अन्य कारण "कम तकनीक" सिविल इंजीनियरों को वास्तव में जीवन यापन के लिए काम करना है। पर्याप्त कंप्यूटर सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर के साथ, और उन्हें कैसे उपयोग करना है , इसका ज्ञान होने पर , आप कंक्रीट में ही लोड पथों के विवरण और सुदृढीकरण सलाखों के बहुत करीब पहुंच सकते हैं। लेकिन शायद 30 साल के व्यावहारिक अनुभव के साथ एक छोटे शहर का बिल्डर बनाना व्यावहारिक नहीं है, लेकिन परिमित तत्व विश्लेषण विधियों में शून्य औपचारिक शिक्षा, किसी के घर को सुरक्षित रूप से ठीक करने के लिए बीम के सही आकार का चयन करने के लिए विश्लेषण के उस स्तर का उपयोग करें।

— एलेफ़ेज़ेरो

यह एक शानदार जवाब है।

— रिक टीचाय